專利名稱：一種電機阻力裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是用于體育訓練、健身及康復醫(yī)療器械中的一種電機阻力裝置。
背景技術：
在體育訓練、健身及康復醫(yī)療器械中均要用到各種阻力裝置，目前國內(nèi)外市場上流行的阻力裝置大致有杠鈴片式、拉彈簧式、橡皮條式和液壓式等，例如CN2041964U型綜合健身器械中的拉彈簧式阻力源。但現(xiàn)有運動訓練器械中使用的阻力源，其結構和功能較為簡單，不能方便并連續(xù)的調(diào)整訓練阻力的大小，也不能實時計測運動過程中的阻力，更無法監(jiān)測和控制各種運動參數(shù)，而且極易造成訓練者肌肉拉傷、肌腱損傷等等一系列的運動損傷，嚴重影響了訓練效果。最近雖有一種液壓缸式阻力源問世，但因難以模擬各種專項體育訓練動作，并容易造成環(huán)境污染，其市場前景并不樂觀。目前，隨著康復醫(yī)療訓練和全民健身運動的興起，對運動訓練阻力源提出了數(shù)字化、智能化的要求，但這些要求通過以上各種形式的阻力裝置都很難實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是克服已有技術的不足，為體育訓練、健身及康復醫(yī)療器械提供一種可適時調(diào)整阻力大小的一種電機阻力裝置。
本實用新型的基本原理是當訓練者的力量通過拉索間接作用于伺服電機上，使伺服電機反轉，通過控制計算機采集到的電機轉速信號，實時控制伺服電機的輸出轉矩，并憑借已有的伺服控制器與計算機及其之間經(jīng)由A/D或D/A模數(shù)轉換，通過已有PID控制算法使它所產(chǎn)生的阻力可隨不同個體或同一個個體不同部位肌肉的收縮力的不同而變化。用力愈大，阻力愈大，用力變小(如骨骼杠桿，處于不利地位或病痛失力時)，阻力也變小，能有效地避免損傷，所以是最有效和最安全的阻力負荷。從而實現(xiàn)需要的等張和等動阻力，因此該阻力裝置可以方便地進行下列設置“等動”與“等張”阻力類型的切換；對等張訓練阻力的大小進行預置；對阻力源的速度及在不同速度條件下所需阻力大小進行方便的調(diào)節(jié)。實時的顯示訓練過程中的各種運動參數(shù)和訓練者的身體參數(shù)，便于訓練者、教練員或醫(yī)務監(jiān)督的觀察和分析。
本實用新型是由伺服電機、滾筒及其二者之間的聯(lián)軸器以及纏繞在滾筒上的拉索組成，滾筒通過軸承座固定在底板上，伺服電機則受控于已有的伺服控制器和計算機。
本實用新型體積小、阻力可調(diào)、無噪音、無污染，具有等張和等動阻力轉換；阻力實時調(diào)節(jié)，調(diào)速范圍大，速度穩(wěn)定性好，結構合理，安全可靠，維護工作量小，抗干擾性強等優(yōu)點，可廣泛應用于體育健身訓練、保健康復治療、科研儀器設備需要阻力和動力源的場合。


圖1，本實用新型的基本結構示意圖。
圖2，本實用新型的另一基本結構示意圖。
圖3，本實用新型的控制結構原理圖。
其中1、軸承座，2、拉索，3、滾筒，4、聯(lián)軸器，5、伺服電機，6、電源接口，7、編碼器接口。8、伺服控制器，9、計算機，10、傳動輪，11、皮帶，12、傳動輪。
具體實施方式
如圖1、圖3，本實用新型由伺服電機5、滾筒3及其兩者之間的聯(lián)軸器4以及纏繞在滾筒3上的拉索2組成，滾筒3通過軸承座1固定在底板M上，且伺服電機5受控于相應的已有伺服控制器8和計算機9。這里聯(lián)軸器4作為伺服電機5和滾筒3之間的硬性聯(lián)接結構。
作為另一實施例是一軟聯(lián)接結構形式，即憑借傳動聯(lián)接結構是兩個傳動輪10、12及其間的皮帶11實現(xiàn)伺服電機5和滾筒3之間的傳動聯(lián)接，如圖2。伺服電機5與傳動輪12相連，傳動輪12通過皮帶11與傳動輪10相連，傳動輪10通過軸承座1與滾筒3相連，柔性拉索2纏繞在滾筒3上。即在伺服電機5和滾筒3上分別固定一個傳動輪10、12，由其間的皮帶11聯(lián)動，并由通常的伺服控制器8控制伺服電機5及控制伺服電機5的輸出轉矩。柔性拉索2促使伺服電機反方向轉動，使伺服電機5處于制動狀態(tài)即可產(chǎn)生阻力，阻力的特性為作用在柔性拉索端的力越大，伺服電機提供的阻力越大；作用在柔性繞索端的力越小，伺服電機提供的阻力越小。柔性拉索2到達極限位置后松繩，如此往復即可完成訓練過程。
使用時，220V的電源通過電纜和電源接口6相連。伺服控制器8通過編碼器電纜和編碼器接口7相連，拉索2纏繞在滾筒3上，訓練時主動力F直接或間接作用在纏繞在滾筒的拉索上，通過外力迫使伺服電機5處于制動狀態(tài)，從而提供阻力。
權利要求1一種電機阻力裝置，其特征在于它包括伺服電機(5)、滾筒(3)及其兩者之間的聯(lián)軸器(4)以及纏繞在滾筒(3)上的拉索(2)組成，滾筒(3)通過軸承座(1)固定在底板上，且伺服電機(5)受控于相應的已有伺服控制器(8)和計算機(9)。
2如權利要求1所述的一種電機阻力裝置，其特征在于伺服電機(5)和滾筒(3)之間的傳動聯(lián)接結構是兩個傳動輪(10)、(12)及其間的皮帶(11)。
專利摘要一種電機阻力裝置。其特征在于它是由伺服電機、滾筒及其二者之間的聯(lián)軸器以及纏繞在滾筒上的拉索組成，滾筒通過軸承座固定在底板上，伺服電機則受控于已有的伺服控制器和計算機；還可憑借另一傳動聯(lián)接結構的兩個傳動輪及其間的皮帶實現(xiàn)伺服電機和滾筒之間的傳動聯(lián)接。本實用新型的特點是體積小、無噪音、無污染，具有等張和等動阻力轉換；阻力實時調(diào)節(jié)，調(diào)速范圍大，速度穩(wěn)定性好，結構合理，安全可靠，維護工作量小，抗干擾性強，可廣泛應用于體育健身訓練、保健康復治療、科研儀器設備需要阻力和動力源的場合。
文檔編號A63B21/005GK2737407SQ20042005314
公開日2005年11月2日 申請日期2004年8月18日 優(yōu)先權日2004年8月18日
發(fā)明者王樹杰, 王建國, 譚俊哲, 竇明武, 梁霄, 劉蘭軍 申請人:中國海洋大學